广义有效应力及剪切波速度与土的力学特性的研究及其在路基工程中的应用

在经典土力学中,许多理论都是建立在饱和正常固结粘性土和无粘性土基础之上的,现有的各种结构模型实际上也都是针对饱和扰动土和砂土而发展起来的,而工程涉及的现实土体,都具有不同程度的结构性,而且往往还处于非饱和状态.结构性土与正常固结土相比具有本质的不同,而对这类土的研究还没有形成成熟的理论.对于既有线路基土,其结构强度一旦遭到破坏,在短期内难以恢复.因此在既有线改造过程中,必须研究这类土的力学特性,保护土的结构强度,寻找适宜的检测与评估手段.如果将所有能有效增加颗粒间抗滑阻力的因素都折算成吸力的形式,认为土中存在等效的广义有效应力,那么所有类别的土就都能统一到广义有效应力理论1,2]的框架之中.文章针对理论与工程实践中存在的这些问题,结合广义有效应力理论,进行了以下研究. 1 广义有效应力与膨胀土力学性质的研究为分析含水量或饱和度对土的强度及剪切波速的影响规律,论文以膨胀土作为研究对象,使实验现象得到强化,同时又便于实验因素的控制.在试验的基础上, 结合已有的成果3,4],得到如下结论: (1)膨胀土在不同含水量时的压缩曲线对广义有效应力来说是归一的. (2)非饱和土的膨胀力是广义吸力变化的反映,文中再次证实了非饱和土第三强度理论3,4](τs＝pstgφ或τs＝mpstgφ)的有效性,并指出其中的修正系数m与膨胀力的定义和测试方法有关,它的存在主要是因为常体积膨胀力测试终了时土样仍处于超固结状态.当采用未修正的常体积膨胀力时,m≥1;当采用修正的常体积膨胀力时,m≤1.修正系数m的值,除了可以由剪切与膨胀力试验资料的对比确定外,还可以由膨胀力测试终了后继续做压缩实验来确定. 2 剪切波速与广义有效应力

Study on Generalized Effective Stress and Shear Wave Velocity with Soil Behaviors and Its Application in Subgrade Engineering (An Abstract of the Ph.D. Thesis)